《可怕的对称——现在物理学中美的探索》书评与笔记

Harry
2018-01-28 16:57:28

《可怕的对称——现在物理学中美的探索》书评

没看之前以为是一本讲述几何学上的图形对称,看了才知道本书讨论的是“上帝”在创世纪时选择的终极原则,而这种原则在物理学家看来是简单、对称、美的。从麦克斯韦开始,麦克斯韦方程组极具对称美,这样一种物理上的美学深深的震撼了物理学家,以至于在电磁波没有被发现之前,麦克斯韦理论没有被证实之前,人们基本就认为它应该是对的,如此具有美学,上帝怎么忍心让它错呢,实验结果证实了物理学家的这种直觉。往后,大师人物爱因斯坦为物理研究引入了完美对称的思想(可能这样表述不正确),它的广义相对论研究引力就用到了加速度的对称思想。爱因斯坦的相对理论是如此的成功,引得其后爱因斯坦的追随者都把对称性、美的思想作为探索理论物理的最高原则(当然实验检验是必须的原则)。

从李政道杨政宁的宇称不守恒理论开始、到杨-米规范场、到弱点统一、到大统一理论,从物理学家对宇宙的终极的完美对称理论的怀疑到后来的又通过对称自发破缺回到了坚信完美的对称,对称思想、对简单、美的追求,对宇宙的终极的设计原理的探索,引领了20世纪理论物理的发展。目前真正的大统一理论因为引力还没有实现,但是在这条

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《可怕的对称——现在物理学中美的探索》书评

没看之前以为是一本讲述几何学上的图形对称,看了才知道本书讨论的是“上帝”在创世纪时选择的终极原则,而这种原则在物理学家看来是简单、对称、美的。从麦克斯韦开始,麦克斯韦方程组极具对称美,这样一种物理上的美学深深的震撼了物理学家,以至于在电磁波没有被发现之前,麦克斯韦理论没有被证实之前,人们基本就认为它应该是对的,如此具有美学,上帝怎么忍心让它错呢,实验结果证实了物理学家的这种直觉。往后,大师人物爱因斯坦为物理研究引入了完美对称的思想(可能这样表述不正确),它的广义相对论研究引力就用到了加速度的对称思想。爱因斯坦的相对理论是如此的成功,引得其后爱因斯坦的追随者都把对称性、美的思想作为探索理论物理的最高原则(当然实验检验是必须的原则)。

从李政道杨政宁的宇称不守恒理论开始、到杨-米规范场、到弱点统一、到大统一理论,从物理学家对宇宙的终极的完美对称理论的怀疑到后来的又通过对称自发破缺回到了坚信完美的对称,对称思想、对简单、美的追求,对宇宙的终极的设计原理的探索,引领了20世纪理论物理的发展。目前真正的大统一理论因为引力还没有实现,但是在这条道路上还将继续受到对称性的引导,对称、简单、美还将继续发挥它们的威力。

《可怕的对称——现在物理学中美的探索》笔记

1、说物理学具有旋转对称性是指它在空间并无特别的取向。

2、为了物理学的进步,许多“为什么”式的问题只得变成“如何”式的问题。

3、物理学家把四种相互作用强度有巨大差别这种现象称做相互作用的僧侣制,研究其中一种作用时可以暂时忽略其他作用力。

4、宇称不守恒的证明:测量自旋的核子放出电子的方向,如果两个方向上发出的电子数量不同,则宇称不守恒。中微子总是左手征的。

5、粒子在分解前能生存多长时间是特定粒子的固有性质,但是按实验者的钟所测量到的粒子寿命则依赖与实验者相对于粒子的运动速度。

6、诺特尔定理:在同样的对称变换下保持不变的作用量,必须会具有同样的守恒定律。物理量不随时间变化,能量就守恒;在空间平移下保持不变,动量就守恒;空间旋转不变,角动量守恒;

7、在我们现有的数学框架中,只有群论能解释为什么某些数目会出现,而另一些则不会。

8、德布罗意从乐器的弦只能奏出特定数字波长的音,从而想到微观世界的量子化可能也与波长有关,诞生了量子力学。

9、汤川修树提出的介子理论解决了强相互作用、弱相互作用时短程力的原因(作用力是因为两者之间交换粒子,粒子的交换在一段时间内会引起能量不守恒,所以需要在短时间内再交换回来,期间由于测不准原理,他们的能量不守恒无法被人类准备的测量出来)

10、如果能够有意义的把一个量子场论中的全部振幅加起来的话,那么该量子场论就被认为是“课重整的”。

11、自发对称破缺理论完美的解释了为什么宇宙设计理论是完美的对称,但是实际的大千世界却如此丰富多彩。

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